新鲜混凝土试验

混凝土是当今最常用的建筑材料之一。在浇筑混凝土和建造结构之前，您需要确定混凝土混合物是否适合特定应用。

混凝土由两个阶段组成，一个由水泥、水和空气组成的水泥浆相，一个由粗骨料和细骨料组成的骨料相。在设计混凝土混合物时，我们需要确保新拌混凝土具有足够的流变性，以便于加工。试验批次法用于确定新拌混凝土的特性。这种原位测试旨在确保搅拌站的混凝土混合物在到达施工现场并以形式浇筑时具有相同的粘度。

本视频将讨论混凝土的主要特性，并说明如何在实验室中测试新鲜的混凝土混合物。

试验方法从水泥、水、粗骨料和细骨料的样品开始，并要求空气中的空气含量进行检测。假定粗聚集体和细聚集体是惰性的。我们需要考虑的主要变量是水泥、水和空气。水灰比非常重要，因为混凝土的强度直接取决于这个量。

混凝土的强度通常在铸造后 28 天测量，通常在水灰比方面变化，从高强度混凝土的约 0.35 到低强度混凝土的约 0.6 不等。

较低的水灰比会降低盐离子对混凝土的渗透率，从而降低混凝土钢筋的腐蚀，从而降低混凝土的渗透性。高固化温度和湿度会显著加速强度的增加。

新拌混凝土混合物的空气含量对耐久性起着重要作用，特别是对于在经历冻融循环的地区使用的混凝土。游离水在结冰时会膨胀并变成冰，并可能使混凝土开裂。混合料中的气泡允许这种膨胀而不会使混凝土开裂。空气量越高，强度越低，因此对于给定的强度，需要更高的水灰比。

强度和耐久性是混凝土的长期特性。还需要考虑短期特性，例如可加工性。在试验方法的下一步中，将粗骨料和细骨料添加到混合物中，以达到所需的塑料稠度。在配料过程中，将调整粗骨料和沙子的量，以实现混凝土混合物的足够和易性和坍落度。

坍落度或混凝土的流动性衡量混凝土凝固前的稠度。坍落度测试包括将新混凝土浇筑并压实成三层倒锥形。一旦圆锥体被填充，圆锥体就会被提升，并测量混凝土坍落或下沉的量。坍落度测试的结果表明混合物的内聚性。匀称的混合物会掉落，但会保持其原始形状。糟糕的混合物会碎裂、分离和分崩离析。

现在，让我们看看实验室环境中的混凝土搅拌实践，并了解如何使用试批次方法为后续应用准备混凝土测试圆柱体。

称量并分别储存给定数量的粗骨料、细骨料、水泥和水。在数据表上记录确切的重量。在开始混合之前，请弄湿混合器内部和所有工具，使其湿润而不会留下任何积水。

现在，将粗骨料和细骨料放入含有约五分之一水的混合物中。让这些组分混合约两分钟。在搅拌机仍在旋转的情况下，以 5 到 10 个小增量添加水泥和额外的水。添加完这些成分后，让它们再混合五分钟，然后关闭混合器。现在，您可以测试混凝土混合料的坍落度。

将坍落锥弄湿，然后将其放入大直径的混合盘中。将坍落锥牢牢地靠在平底锅上，然后用一层混凝土填充大约三分之一的体积。用 25 个笔触均匀分布在圆锥体的横截面上来压实图层。完成后，再添加两层混凝土，夯实每一层，使杆略微渗透到前一层。敲掉多余的混凝土，使锥体完全填充但不溢出。

立即小心地垂直提起锥体，将其与混凝土分离，然后通过测量模具高度与混凝土高度之间的差异来确定坍落度。这种混合物的坍落度应在 3 到 4 英寸之间。如果它太低或混合料看起来粗糙且不能正常流动，请酌情逐渐添加少量、少量的细骨料或粗骨料，然后彻底重新混合和重新测试混凝土，直到达到所需的坍落度和稠度。

现在混合物正确无误，称量剩余的聚集体并将这些值记录在数据表中。根据初始权重计算混凝土混合物中使用的粗骨料和细骨料的实际数量。

最后，确定这种混凝土混合物的单位重量。记录一个 1 立方英尺空容器的重量，然后按照填充坍落锥的相同程序用混凝土填充容器。称量装满的容器，并通过减去空容器重量来计算该混合物的单件重量。

准备四个圆柱形模具用于铸造测试样品。在数据表上测量并记录每个模具的空重。按照上一节中用于填充坍落锥的相同步骤填充每个模具。填充每个模具后，测量填充的重量并将其记录在数据表上。

用塑料袋盖住模制混凝土，以防止混合物中的水分蒸发。将测试缸放置 16 至 32 小时，然后从混凝土试样上剥离一次性塑料模具。

最后，将圆筒置于固化环境中。在这种情况下，圆筒在环境条件下固化。

现在，您已经了解了如何确定新拌混凝土的特性，让我们回顾一下结果。

本实验中用于制备混凝土混合物的数量和材料显示在下表中。我们的新拌混凝土混合物坍落了 3.5 英寸。一般来说，像本实验中描述的混合物一样，坍落度为 3 到 4 英寸。这样的值对于表单中几乎没有钢材拥堵的小作业来说很常见。

我们混凝土的单位重量为每立方英尺 147 磅。正常重量混凝土的单位重量约为每立方英尺 145 至 150 磅，但由轻质骨料制成的混凝土，例如膨胀页岩，可能轻至每立方英尺 100 至 120 磅。

我们混凝土批次的水灰比为 0.45。该比率表明，我们的测试钢瓶在 28 天时的抗压强度约为 5,000 psi。这个比例还表明，我们混凝土的耐久性使其适合在潮湿条件下或除冰剂中暴露于冻融。

试验批次方法在世界各地的许多建筑工地上用于测试混凝土批次。这个简单的测试确保了工作现场一致的质量控制和保证。

高效减水剂是一种化学添加剂，可在短时间内显著降低新拌合物的粘度，以便于放入模板中。在现代建筑中，高效减水剂的广泛使用意味着获得比自流平混凝土高得多的坍落度（6 到 10 英寸）是经济的。

空气夹带剂是一种化学物质，可产生许多小的、分散良好的气泡，并为混凝土混合物内的自由水提供必要的空间，使其在冻结过程中膨胀而不会使混凝土开裂。新拌混凝土的空气夹带测试是特定于设备的。例如，对样品施加压力以压缩孔中夹带的空气。该设备使用空气体积的变化来确定混合物的空气含量。非空气夹带混合物的空气含量低于 2%，而空气夹带混合物的空气含量为 5% 至 8%，具体取决于添加剂的剂量。

您刚刚观看了 JoVE 对新混凝土测试的介绍。现在，您应该了解如何使用试批处理方法来确定骨料、水泥和水的最佳比例，以制备满足坍落度要求的混凝土。

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